• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.36 no.4
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• pp.334-338
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• 2003

$BCl_3$고밀도 평판형 유도결합 플라즈마(High Density Planar Inductively Coupled Plasma)를 이용하여 AlGaAs와 InGaP의 건식식각에 대하여 연구하였다. 본 실험에서는 ICP 소스파워(0∼500 W), RIE 척 파워(0-150 W), 공정압력(5∼15 mTorr)의 변화에 따른 AlGaAs와 InGaP의 식각률, 식각단면 그리고 표면 거칠기 등을 분석 하였다. 또, 공정 중 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 이용하여 in-situ로 플라즈마를 관찰하였다. $BCl_3$ 유도결합 플라즈마를 이용한 AlGaAs의 식각결과는 우수한 수직측벽도와(>87$^{\circ}$) 깨끗하고 평탄한 표면(RMS roughness = 0.57 nm)을 얻을 수 있었다. 반면, InGaP의 경우에는 식각 후 표면이 다소 거칠어진 것을 확인할 수 있었다. 모든 공정조건에서 AlGaAs의 식각률이 InGaP보다 더 높았다. 이는 $BCl_3$ 유도결합 플라즈마를 이용하여 InGaP을 식각하는 동안 $InCl_{x}$ 라는 휘발성이 낮은 식각부산물이 형성되어 나타난 결과이다. ICP 소스파워와 RIE 척파워가 증가하면 AlGaAs와 InGaP모두 식각률이 증가하였지만, 공정압력의 증가는 식각률의 감소를 가져왔다. 그리고 OES peak세기는 공정압력과 ICP 소스파워의 변화에 따라서는 크게 변화하였지만 RIE 척파워에 따라서는 거의 영향을 받지 않았다.

• ETRI Journal
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• v.11 no.2
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• pp.100-108
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• 1989

본 연구에서는 초고집적 반도체소자의 제작을 위해 기존 건식 식각장비를 미래의 유명한 식각장비로서 부각될 ECR(Electron Cyclotron Resonance)형 플라즈마 식각기로의 구조 및 성능 개선을 위해 플라즈마 발생실, 이를 둘러싸는 자기장 형성코일, 그리고 공정반응실의 주요한 설계변수를 추출하여 이론적 계산에 의해 최적화함으로써, 차후 prototype ECR 건식 식각장치를 제작하기 위한 기반기술을 구축하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.105-105
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• 2010

펄스 DC $O_2$플라즈마를 이용하여 PMMA와 폴리카보네이트 기판을 건식 식각 한 후 그 결과에 대하여 분석하였다. 식각 공정 변수는 펄스 파워 (300~500 V), 펄스 시간 ($0.5{\sim}2.0\;{\mu}s$), 펄스 주파수 (100~250 kHz)의 변화이었다. 특성 분석은 PMMA와 폴리카보네이트의 식각률, 두재료의 포토레지스트에 대한 식각 선택도, 식각 후 표면 거칠기 변화에 대해 실시하였다. 또한 주사 전자 현미경을 이용하여 식각 후 패턴의 표면 형상을 관찰하였다. 실험 결과, PMMA의 식각률이 폴리카보네이트보다 높음을 알 수 있었다. 펄스 파워를 300 V 에서 500 V로 증가함에 따라 PMMA의 식각률은 $0.17\;{\mu}m/min$ 에서 $0.53\;{\mu}m/min$ 로 증가하였다. 폴리카보네이트는 같은 식각 조건에서 $0.09\;{\mu}m/min$ 에서 $0.22\;{\mu}m/min$ 로 증가하였다. 그 이유는 폴리카보네이트의 경우, 결합력이 큰 벤젠 분자 구조를 포함하고 있기 때문에 PMMA보다 식각률이 더 낮다고 추측한다. 또한 PMMA 와 폴리카보네이트의 포토레지스트에 대한 식각 선택비는 펄스 파워가 증가함에 따라 같이 증가하는 것을 알 수 있었다. 5 sccm O2, 55 mTorr 공정 압력, 400 V 펄스 파워, 200 kHz 펄스 주파수의 조건에서 펄스 시간이 $0.5\;{\mu}s$ 에서 $1.0\;{\mu}s$ 로 증가할 때 PMMA와 폴리카보네이트의 식각률은 거의 변화가 없었다. 그러나 같은 조건에서 펄스 시간이 $1.0\;{\mu}s$ 에서 $2.0\;{\mu}s$ 로 증가한 경우에는 PMMA와 폴리카보네이트의 식각률은 선형적으로 증가하였다. 펄스 시간이 고분자 소재의 건식 식각에 영향을 줄 수 있다는 사실을 알 수 있었다. 주사현미경을 이용하여 식각된 표면 형상을 분석한 결과, 폴리카보네이트가 PMMA보다 표면이 매끈하게 관찰되었다. 요약하면, 펄스 DC $O_2$플라즈마는 PMMA와 폴리카보네이트 등의 고분자 소재의 건식 식각에 중요하게 활용될 수 있다는 사실을 본 연구를 통해 이해할 수 있다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1532-1533
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• 2007

Hollow형 미세바늘 어레이는 주사기와 패치의 장점을 결합하여 여러 종류의 약물을 통증 없이, 전달할 수 있게 한다. 본 논문에서는 건식 식각 방법과 습식 식각 방법을 이용하여 hollow형 실리콘 미세바늘 어레이를 제작하는 제작 공정과 그 결과를 제시하였다. 미세바늘 어레이의 형태는 실리콘 웨이퍼의 앞면에서 세 번의 식각 공정을 이용해 제작되었는데, 첫 번째 건식 식각 공정으로 피부에의 침투를 원활히 하기 위해 바늘 끝을 형성하고, 두 번째 건식 식각 공정으로 바늘의 길이를 조절하며, 마지막 HNA solution을 이용한 습식 식각 공정으로 바늘을 더 가늘게 만들면서 끝을 더 날카롭게 식각한다. 바늘을 통해 약물전달이 가능하도록 웨이퍼의 뒷면으로부터 건식 식각 공정을 이용해 약물 주입통로를 형성하였다. 제작된 Hollow형 실리콘 미세바늘 어레이는 $170\;{\mu}m$의 너비와 $230\;{\mu}m$의 길이, 직경 $40\;{\mu}m$의 약물 주입통로를 가지고 있으며, $1\;cm^2$의 시편 위에 $1000\;{\mu}m$의 피치로 $9{\times}9$ 개의 바늘을 형성하였다.

• Proceedings of the IEEK Conference
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• 1999.06a
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• pp.934-937
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• 1999

MMIC 제작을 위한 단일 반도체 공정으로써 PECVD를 이용한 Si₃N₄의 증착, RIE를 이용한 CaAs via-hole건식식각, 그리고 airbridge 공정조건을 위한 실험 및 분석 작업을 수행하였다. Si₃N₄의 증착 실험에서는 굴절률이 2인 조건을, GaAs via-hole 식각 실험에서는 최적화된 thru-via의 모양과 식각률을 갖는 조건을, airbridge 실험에서는 polyimide coating 및 건식 식각 조건과 금 도금 및 습식 식각의 최적 조건들을 찾아내었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.153-156
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• 2005

원자층 증착 (atomic layer deposit : ALD) 방식으로 증착한 $Al_2O_3$의 건식식각 특성을 연구하였다. 전자 싸이클로트론 공진 (electron cyclotron resonance : ECR) 방식의 건식식각장치에서 source power, bias power, 압력 그리고 $Cl_2$ 가스를 변수로 하여 $Al_2O_3$의 식각속도와 Poly-Si 의 $Al_2O_3$에 대한 선택비를 측정하였다. bias power가 감소할수록 그리고 압력이 증가할수록 $Al_2O_3$의 식각속도는 감소하였고 Poly-Si 의 $Al_2O_3$에 대한 선택비는 증가하였다. 이 특성을 이용하여 TiN/$Al_2O_3$/Poly-Si 구조의 캐패시터와 Periphery 회로영역의 레지스터를 $Al_2O_3$를 식각 정지막으로 이용하여 구현하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2008.10a
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• pp.575-578
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• 2008

본 연구는 LCD 용 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 제조공정중 가장 중요한 식각 공정에서 각 박막의 특성에 맞는 습식 및 건식식각공정을 개발하여 소자의 특성을 안정시키고자 한다. 본 연구의 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 Inverted Staggered 형태로 게이트 전극이 하부에 있다. 실험 방법은 게이트전극, 절연층, 전도층, 에치스토퍼 및 포토레지스터 층을 연속 증착한다. 스토퍼층을 게이트 전극의 패턴으로 남기고, 그 위에 $n^+$a-Si:H 층 및 NPR(Negative Photo Resister)을 형성시킨다. 상부 게이트 전극과 반대의 패턴으로 NPR층을 패터닝하여 그것을 마스크로 상부 $n^+$a-Si:H 층을 식각하고, 남아있는 NPR층을 제거한다. 그 위에 Cr층을 증착한 후 패터닝하여 소오스-드레인 전극을 위한 Cr층을 형성시켜 박막 트랜지스터를 제조한다. 여기서 각 박막의 패터닝은 식각 공정으로 각 단위 박막의 특성에 맞는 건식 및 습식식각 공정이 필요하다. 제조한 박막 트랜지스터에서 가장 흔히 발생되는 문제는 주로 식각 공정시 over 및 under etching 이며, 정확한 식각을 위하여 각 박막에 맞는 식각공정을 개발하여 소자의 최적 특성을 제공하고자한다. 이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의 건식 및 습식식각 공정 그리고 세척 등의 처리공정을 정밀하게 실시하여 소자의 특성을 확실히 개선 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.219-220
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• 2009

이번 실험에서는 TiN의 건식 식각 특성을 연구하기 위해 $BCl_3/Ar/N_2$ 유도 결합플라즈마를 이용하였다. BCl3와 Ar의 가스 비율이 $BCl_3$ (5 sccm)/Ar (15 sccm)/N (4 sccm) 인 상황에서 RF power와 DC bias, 그리고 process pressure을 식각변수로 설정하였다. TiN의 식각률은 Alpha-step 500으로 측정하였고 표면의 식각 후 화학반응은 XPS로 측정하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.62-62
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• 2003

고밀도 유도결합 플라즈마(high density inductively coupled plasma) 식각은 GaAs 이종접합 양극성 트랜지스터(HBTs)와 고속전자 이동도 트랜지스터(HEMTs)와 같은 GaAs 기반 반도체의 정교한 패턴을 형성하는데 더욱 많이 이용되고 있다 본 연구는 고밀도 플라즈마 소스(source)인 평판형(planar) 고밀도 유도결합 플라즈마 식각장치를 이용하여 $BCl_3$ 와 $BCl_3/Ar$ 가스에 따른 GaAs 식각결과를 비교 분석하였다. 공정변수는 ICP 소스 파워를 0-500W, RIE 척(chuck) 파워를 0-150W, 공정압력을 0-15 mTorr 이었다. 그리고 가스 유량은 20sccm(standard cubic centimeter per minute)으로 고정시킨 상태에서 Ar 첨가 비율에 따른 GaAs의 식각결과를 관찰하였다. 공정 결과는 식각률(etch rate), GaAs 대 PR의 선택도(selectivity), 표면 거칠기(roughness)와 식각후 표면에 남아 있는 잔류 가스등을 분석하였다. 20 $BCl_3$ 플라즈마를 이용한 GaAs 식각률 보다 Ar이 첨가된 (20-x) $BC1_3/x Ar$ 플라즈마의 식각률이 더 우수하다는 것을 알 수 있었다. 식각률 증가는 Ar 가스의 첨가로 인한 GaAs 반도체와 Ar 플라즈마의 충돌로 나타난 결과로 예측된다. $BCl_3$ 와 $BC1_3/Ar$ 플라즈마에 노출된 GaAs 반도체 모두 표면이 평탄하였고 수직 측벽도 또한 우수하였다. 그리고 표면에 잔류하는 성분은 Ga와 As 이외에 $Cl_2$ 계열의 불순물이 거의 발견되지 않아 매우 깨끗함을 확인하였다. 이번 발표에서는 $BCl_3$ 와 $BCl_3/Ar$ 플라즈마를 이용한 GaAs의 건식식각 비교에 대해 상세하게 보고 할 것이다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.26.2-26.2
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• 2009

이 논문은 반응성 $BCl_3$ 플라즈마로 GaAs의 건식 식각을 진행한 후 그 결과에 대하여 연구 분석 한 것이다. 이 때 사용한 식각 공정 변수는 $BCl_3$ 플라즈마에서의 가스유량, 공정 압력과 RIE 척 파워의 변화이다. 먼저 공정 압력을 75 mTorr 고정시킨 후 $BCl_3$ 유량을 변화 (2.5~10 sccm)해서 실험하였다. 또한 BCl3의 유량을 5 sccm으로 고정시킨 후 공정압력을 변화(47~180 mTorr)해서 식각 실험을 실시하였다. 마지막으로 47 mTorr와 100 mTorr 의 각각의 공정압력에서 RF 척 파워를 변화시켜 (50~200 W) 실험하였다. GaAs 플라즈마 식각이 끝난 후 표면단차 측정기 (Surface profiler)를 사용하여 표면의 단차와 거칠기를 분석하였다. 그 후 그 결과를 이용하여 식각율 (Etch rate), 식각 표면 거칠기 (RMS roughness), 식각 선택비 (Selectivity) 등의 식각 특성평가를 하였다. 또한 식각 공정 중에 샘플 척에 발생하는 자기 바이어스와 $BCl_3$ 플라즈마 가스를 광학 발광 분석기 (Optical Emission Spectroscopy)를 이용하여 플라즈마의 상태를 실시간으로 분석하였다. 이 실험 결과에 따르면 공정 압력의 증가는 샘플 척의 자기 바이어스의 값을 감소시켰다. $BCl_3$ 압력 변화에 의한 GaAs의 식각 결과를 정리하면 5 sccm의 $BCl_3$ 가스유량과 RF 척 파워를 100 W로 고정시켰을 때 식각율은 47 mTorr에서 가장 높았으며, 그 값은 $0.42{\mu}m/min$ 이었다. GaAs의 식각 속도는 공정압력이 증가할수록 감소하였으며 180 mTorr에서는 식각율이 $0.03{\mu}m/min$로 거의 식각되지 않았다. 또한 공정압력을 75 mTorr, RF 척 파워를 100 W로 고정시키고, $BCl_3$ 가스유량을 2.5 sccm에서 10 sccm까지 변화시켰을 때, 10 sccm 의 $BCl_3$ 가스유량에서 가장 높은 식각율인 $0.87{\mu}m/min$이 측정되었다. 압력에 따른 GaAs의 식각 후 표면 거칠기는 최대 2 nm 정도로 비교적 매끈하였으며, 거의 식각되지 않은 180mTorr의 조건에서는 약 1 nm로 낮아졌다. 본 실험 조건에서 GaAs의 감광제에 대한 식각 선택비는 최대 약 3:1 이내였다.